Drosselklappenventil. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Drosselklappenventil mit in einem Ge häuse drehbar gelagerter Drosselklappen scheibe. Solche Drosselklappenventile sind für Wasserleitungen häufig in Anwendung gebracht worden, wobei die Klappenscheiben auf einer Welle befestigt sind, die diametral und in der Ebene der Scheibe durch diese ge führt sind, derart, dass der Umfang der Scheibe an zwei Stellen durch die Wellen enden unterbrochen ist, welche Wellenenden in dem Gehäuse der Leitung etc. gelagert sind. Es sind solche Ventile bekannt geworden, bei denen der Umfang der Scheibe mit mindestens einer Nute versehen wird, in denen zur Ab dichtung dienende Dichtungsstreifen einge baut werden, die an den Wellenenden be festigt sind.
Es haben sieh stets Schwierig keiten in der vollkommenen Abdichtung ge geben. Diese Schwierigkeiten sind haupt sächlich darauf zurückzuführen, dass es un möglich war, die Dichtungsstreifen auf die richtige Länge herzustellen, damit sie sich auch den eintretenden Formänderungen an- passen könnten, zum Beispiel einer Form änderung der Röhre oder des Gehäuses. Die wenig biegsamen Streifen konnten nicht gleichzeitig überall gut dichtend an der Gehäusewand anliegen in der Nähe der Welle, insbesondere dann, wenn die Scheibe unter Druck stand. Gemäss vorliegender Erfindung ist nun die Drosselklappenscheibe um eine Achse drehbar gelagert; die in einem Winkel zur Mittelebene der Scheibe steht.
Die Mittel ebene der Scheibe fällt also mit einer ach- sialen Ebene nicht zusammen. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der ganze Umfang der Drosselklappenscheibe ununter brochen liegt und mit einer in sich geschlos senen Nute versehen werden kann, in welche federnde Dichtungsringe oder Dichtungs segmente eingebaut werden können. Die Drosselklappenscheibe kann daher ähnlich wie ein Motorkolben mittelst einer oder meh rerer Ringe oder Ringteile abgedichtet wer den. Die Ausführung kann dabei. in zwei Arten erfolgen.
In einem Falle kann die Mittelebene der Drosselklappenscheibe senk- recht. zur Achse der Rohrleitung oder des Ventils stehen, in welchem Falle dann die die Scheibe tragende Welle schräg zur Ventilachse steht. Bei dieser Anordnung ist es nicht nötig, das Ventilgehäuse zweiteilig zu machen, und die Innenwandung des Ge häuses, mit welcher der Umfang der Drossel hlappenscheibe zusammenarbeitet, kann sym metrisch sein, da beim Drehen der Scheibe um ihre Welle beim Öffnen nur zwei Punkte der Scheibe mit der Innenwand des Gehäuses in Berührung stehen. Der Durchmesser der Drosselklappenscheibe ist derselbe wie für die Innenwandung.
Bei der zweiten Ausfüh rungsform steht die die Drosselklappenscheibe tragende Welle im rechten Winkel zur Ven tilachse, während die Drosselklappenscheibe in einem Winkel zu dieser Achse steht, der kleiner bezw. grösser als 90 ist. Um eine Drosselklappenscheibe dieser Art einbauen zu können, ist es nötig, das Ventilgehäuse zwei teilig zu machen. Der Umfang der Drossel <B>Z:,</B> arbeitet mit einer Innenwand des Ventilgehäuses zusammen, die einen Teil einer Kugeloberfläche bildet.
In jedem Falle wird eine Druckkomponente in der Richtung der Welle verlaufen, wenn das Ventil geschlossen ist. Dieser Druck kann durch Drucklager etc. aufgenommen werden; ferner können Mittel vorgesehen sein, um den Flüssigkeitsdruck auf die Dichtungsringe einwirken zu lassen.
In der beiliegenden Zeichnung sind bei spielsweise Ausführungsformen des Erfin dungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Achsialschnitt durch eine erste Ausführungsform, einzelne Teile in Ansicht; Fig. 2 ist ein Axialschnitt durch die Aus führung nach Fig. 1, um 90 zu dieser ge dreht, teilweise in Ansicht;
Fig. 3 und .1 zeigen eine zweite Ausfüh rungsform in entsprechenden Ansichten; Fig. 5 zeigt ein Detail der Ausführung nach Fig. 3 und d; Fig. 6 zeigt eine Detailvariante der Aus führung nach Fig. 1; Fig. 7 und 8 zeigen schematisch den Ein bau je zweier Ventile in zwei Wasser leitungen; F'ig. 9, 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Einrichtung zum Beeinflussen der Dichtungsringe durch den Flüssigkeitsdruck;
Fig. 12 zeigt ein Detail.
In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Rohr leitung, in welcher ein Ventilgehäuse 2 ein gebaut ist. In letzterem ist eine Drosselklap- penscheibe 3 mittelst einer Welle 5 drehbar in Lagern 6 gelagert. Der Umfang 7 der Scheibe 3 ist mit einer Nute 8 versehen, in welcher eine elastische Dichtung 9 (Fig. 5) eingebaut ist Die Dichtung weist einen Ring 10 auf, der aus einem Dichtungsring 11 und einem innern federnden Ring 1? besteht. Der Ring 11 besitzt eine ununterbrochene äussere Dichtungsfläche, die sich überlappt bei 13 (Fig. 12). Der zweite Ring 12 ist mittelst Stiftes 1-1 mit dem Ring 11 ver bunden.
Der Stift 1.1 ragt in eine Ausneh- mung 15. Die elastische Packung ist nicht absolut notivendi"-, da der Umfang der Scheibe 3 selbst genau bearbeitet werden kann, um dicht: an der Innenwandung des Ventilgehäuses anzuliegen und abzuschliessen. Die Scheibe 3 ist kreisförmig, ebenso auch die Nute 8, die Dichtung 9 und die Innen wandung des Ventilgehäuses.
Die Packung 9 kann aus Segmenten zusammengesetzt sein, die sich überlappen, wobei jeweils der Ring 1? die Stossstelle der innern Ringsegmente 11 abdeckt. Die Mittelebene der Scheibe 3 steht nun in einem Winkel zur Achse der Welle 5, und zwar ist der Winkel so gross, dass die Welle 5 die Nuten bezw. Dichtungs ringe nicht schneidet. Die Achse der Welle 5 steht nach Fig. 1 und \? in einem Winkel zur Mittelachse oder zur Achse des Ventils und der Leitung 1.
Bei der in Fit;. 3, I und 8 dargestellten Ausführungsform steht die Achse der Welle im rechten Winkel zur Achse des Ventil gehäuses 2 und der Röhre 1. Die Scheibe 3 dagegen steht wieder in einem Winkel zur Wellenachse. Der Durchmesser der Scheibe 3 ist etwas grösser als der Durchmesser der Innenwandung der Röhre 1 bezw. des Ventil gehäuses 2. Um einen dichten Abschluss er reichen zu können, ist das Ventilgehäuse 2 mit einer Innenwandung 16 versehen, die einen Teil einer Kugeloberfläche bildet, deren Durchmesser demjenigen der Scheibe 3 entspricht, wobei dieser Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der zylindrischen Innenwandung des Ventilgehäuses 2. Das Ventilgehäuse 2 selbst ist zweiteilig.
Die Teilebene fällt mit einer Ebene durch die Achse der Welle 5 zusammen und steht senk recht zur Achse des Rohres 1 und des Ventil gehäuses 2. Die Scheibe 3 ist mit Dichtungs ringen versehen, deren äussere Fläche als äquatoriale Kugelzone ausgebildet ist.
Der Druck der Flüssigkeit in der Leitung 2 wirkt senkrecht auf die Scheibe 3. Wird z. B. angenommen, dass die Flüssigkeit im Sinne der Pfeile, Fig. 1, 3 und 10, fliesst, so wird eine Druckkomponente in der Richtung der Welle 5 entstehen; dieser Druck wird von den Lagern 6 aufgenommen, und zwar mit Hilfe eines Widerlagers. Dieses Widerlager besitzt eine Druckscheibe 17, die an der Welle 5 befestigt ist. Die Druckscheibe 17 lagert auf ihrem Gegenlager 18, das senk recht zur Welle 5 im Gehäuse 2 gelagert ist, und zwar ist das Gegenlager 18 mit einer Stopfbüchse 19 versehen, in welcher die Welle 5 läuft und welche in einem Stutzen 20 des Ventilgehäuses 2 auswechselbar an geordnet ist.
Das Gegenlager 18 mit der Stopfbüchse 19 wird durch eine Kappe 21 gehalten, die am Ventilgehäuse angeschraubt ist. Diese Druckkomponente ist gleich dem Druck der Flüssigkeit auf die Scheibe 3, multipliziert mit dem Sinus des Winkels, den die Achse der Welle 5 mit der Mittelebene der Scheibe 3 einschliesst.
Das untere Ende der Welle 5 tritt durch eine Stopfbüchse 22 aus dem Ventilgehäuse aus. Da der Austritt der Welle 5 aus dem Ventilgehäuse auf der Abflussseite des Ven tils sitzt, kann diese Stopfbüche 22 auch ohne Schaden weggelassen werden. Das obere Ende der Welle 5 kann auch, wie in Fig. 6 dargestellt, gelagert werden. Das Ventilgehäuse weist einen Stutzen 201 auf, in welchem eine Stopfbüchse 221 zum Abdichten der Welle 5 vorgesehen ist. Die Stopfbüchse ist mit gewölbten Wänden 222 versehen, die eine Druckplatte 180 abstützen. Auf der Druckplatte 180 liegt ein Druck ring 171, der mit der Welle 5 starr verbun den ist und der auf der Platte 180 aufliegt.
Eine Kappe 210 ist mit der Druckplatte 180 verbunden. Bei dieser Bauart ist das Druck widerlager dem Einfluss der Undichtheiten nicht ausgesetzt, falls die Dichtung der Welle 5 mangelhaft sein sollte.
Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, kön nen gleichzeitig zwei oder mehr Leitungen durch eine Ventilanordnung beherrscht wer den. Zwei Ventile können auf ein und die selbe Welle in umgekehrter Anordnung be festigt werden, so dass das Enddrucklager des einen Ventils ausbalanciert wird durch die Druckkomponente des andern Ventils.
Bei der Ausführung nach Fig. 7 kom men Ventile zur Verwendung, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Teilleitungen 1 stehen in einem Winkel zueinander, wobei der Winkel das Doppelte des Winkels zwischen der Scheibenmittelebene und der Wellenachse beträgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind zwei parallel laufende Leitungen vor gesehen. Bei dieser Ausführung sind in den beiden Teilleitungen je ein Ventil eingebaut, die auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind.
Bei beiden Ausführungen nach Fig. 7 und; 8 sind die Ventilgehäuse je durch ein gemeinsames Lager 61 miteinander verbun den, und dieses steht unter Druck, wie in Fig. 7 dargestellt. Ein Abdichten der Wel lenenden über das Verbindungsstück 61 hin weg ist nicht möglich; ist aber die Druck richtung, wie in Fig. 8 durch Pfeil an gedeutet, so sind die Abdichtungs-Stopf- büchsen 22 für die Enden der Welle 5 not- . wendig.
Die Abdichtung 10 der Scheibe 3 gemäss Ausführung nach Fig. 3 ist für kleinere Ventile ausreichend. Um eine gute Dichtung zu erhalten, sind Löcher 23 (Fig. 5) vor gesehen, welche die Nute 8 am Umfang 7 der Scheibe 3 mit der Druckseite des Ventils verbinden, derart, dass die Dich tung 10 durch den Wasserdruck nach aussen an die Innenwandung des Ventils getrieben wird.
In Fig. 9 ist eine Anordnung gezeigt, gemäss welcher der Druck auf die Ring packung reguliert werden kann. Bei dieser Ausführung ist die Kappe 211 mit einer Nabe 212 versehen, in welcher eine mit Ge winde versehene Spindel 213 eingeschraubt ist. Die Spindel 213 ragt in eine zentrale Bohrung 51 der Welle 5 und ist aussen mit einem Handrad 214 versehen. Das in der Bohrring 51 liegende Ende der Spindel 213 ist mit zwei Kolben 215 versehen. Von der Bohrung 51 zweigt eine Leitung 216 nach der Nute 8 ab, in welch letzterer die Dich tung 10 liegt. Eine zweite Leitung 217 führt von der Bohrung 51 nach der Ablaufseite und eine Leitung 218 nach der Druckseite des Ventils.
Die Abmessungen und Abstände zwischen den Bohrungen 216,- 217, 218 und der Abstand der beiden Kolben 215 vonein ander ist so gewählt, dass der Raum zwischen den Kolben 215 die Nute 8 entweder mit der Druckseite oder mit der Ablaufseite des Ventils verbinden kann. Eine Entlastungs leitung 2171 ist in der Bohrung 51 vor- geehen, die zwischen dem Boden der Boh rung und der Leitung 217 verläuft. Diese Vorrichtung ermöglicht, die Dichtung 10 in der Nute 8 unter einen veränderbaren Druck zu setzen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Ausführung dieser Druckkontrolleinrichtung. Bei dieser Ausführung erstreckt sich die Bohrung 51 bis zur Mitte der Scheibe 3 und mündet dort in eine ringförmige Kammer 2161. Die Kammer 2161 verbindet radial verlaufende Zweigleitungen 2162, die nach der Nute 8 führen, miteinander. Durch die Leitungen 2162 wird der Druck gleichmässig auf dem ganzen Umfang der Scheibe 3 ver teilt, und zwar sowohl gegen die Druckseite, wie gegen die Entlastungsseite zu.
Eine Ent- lastungsbohrung 21.72 verbindet die Bohrung 51 mit der Ausflussseite des Ventils. Das in Fig. 10 dargestellte Ventil entspricht im -we sentlichen demjenigen nach Fig. 1, wobei aber als Wellenwiderlager die Ausführung nach Fig. 6 vorgesehen ist. Die Handhabung ist folgende: Durch Drehen des Handrades 214 wer den die Kolben 215 verstellt, so dass die Druckzuleitung 218 mit den Leitungen 2162 in Verbindung kommt.
Das Druckwasser presst dann die Dichtungsringe 10 an die Innenwandung des Ventilgehäuses \'. Beim Öffnen des Ventils -wird der Druck auf die Dichtung vermindert, indem die Nuten 8 mit der Ableitung 21.7 verbunden werden, so dass die Dichtungsringe von der Innenwan dung des Gehäuses zurücktreten. Das Ventil kann dann leicht geöffnet werden.
Throttle valve. The present invention is a throttle valve with a housing rotatably mounted in a Ge throttle disc. Such butterfly valves have often been used for water pipes, with the valve discs being mounted on a shaft which is diametrically and in the plane of the disc through these leads, in such a way that the circumference of the disc is interrupted at two points by the shafts which shaft ends are stored in the housing of the line etc. There are such valves are known in which the circumference of the disc is provided with at least one groove in which from serving sealing sealing strips are built, which are fastened to the shaft ends be.
There have always been difficulties in achieving a perfect seal. These difficulties are mainly due to the fact that it was not possible to produce the sealing strips to the correct length so that they could also adapt to the changes in shape that occur, for example a change in the shape of the tube or the housing. The not very flexible strips could not fit tightly against the housing wall everywhere in the vicinity of the shaft, especially when the disk was under pressure. According to the present invention, the throttle valve disc is now mounted rotatably about an axis; which is at an angle to the center plane of the disc.
The center plane of the disk therefore does not coincide with an axial plane. This arrangement ensures that the entire circumference of the throttle disc is uninterrupted and can be provided with a self-contained groove into which resilient sealing rings or sealing segments can be installed. The throttle valve disc can therefore be sealed off by means of one or more rings or ring parts, similar to an engine piston. The execution can thereby. done in two ways.
In one case, the center plane of the throttle valve disc can be vertical. stand to the axis of the pipeline or the valve, in which case the shaft carrying the disc is inclined to the valve axis. With this arrangement, it is not necessary to make the valve housing in two parts, and the inner wall of the Ge housing, with which the circumference of the throttle valve disc cooperates, can be symmetrical, since only two points of the disc when the disc rotates around its shaft when opening are in contact with the inner wall of the housing. The diameter of the throttle valve disc is the same as for the inner wall.
In the second Ausfüh approximate form, the shaft carrying the throttle valve disc is at right angles to the Ven tilachse, while the throttle valve disc is at an angle to this axis that is smaller respectively. is greater than 90. In order to be able to install a throttle valve disc of this type, it is necessary to make the valve housing in two parts. The circumference of the throttle <B> Z :, </B> cooperates with an inner wall of the valve housing, which forms part of a spherical surface.
In either case, a pressure component will be in the direction of the shaft when the valve is closed. This pressure can be absorbed by pressure bearings etc .; furthermore, means can be provided to allow the liquid pressure to act on the sealing rings.
In the accompanying drawings, for example, embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: FIG. 1 shows an axial section through a first embodiment, individual parts in view; Fig. 2 is an axial section through the imple mentation of Figure 1, rotates by 90 to this GE, partially in view;
Fig. 3 and .1 show a second Ausfüh approximately form in corresponding views; Fig. 5 shows a detail of the embodiment according to Figs. 3 and d; Fig. 6 shows a detailed variant of the implementation of Fig. 1; Fig. 7 and 8 show schematically the A construction of two valves in two water lines; F'ig. 9, 10 and 11 show a further exemplary embodiment with means for influencing the sealing rings by the liquid pressure;
Fig. 12 shows a detail.
In the drawing, 1 denotes a pipe line in which a valve housing 2 is built. In the latter, a throttle valve disc 3 is rotatably mounted in bearings 6 by means of a shaft 5. The circumference 7 of the disk 3 is provided with a groove 8 in which an elastic seal 9 (FIG. 5) is installed. The seal has a ring 10 which consists of a sealing ring 11 and an inner resilient ring 1? consists. The ring 11 has an uninterrupted outer sealing surface which overlaps at 13 (Fig. 12). The second ring 12 is ver means pin 1-1 with the ring 11 connected.
The pin 1.1 protrudes into a recess 15. The elastic packing is not absolutely necessary, since the circumference of the disk 3 itself can be machined precisely in order to lie tightly against the inner wall of the valve housing and close. The disk 3 is circular , as well as the groove 8, the seal 9 and the inner wall of the valve housing.
The pack 9 can be composed of segments which overlap, the ring 1? the joint of the inner ring segments 11 covers. The center plane of the disk 3 is now at an angle to the axis of the shaft 5, and that the angle is so large that the shaft 5 respectively the grooves. Sealing rings does not cut. The axis of the shaft 5 is shown in Fig. 1 and \? at an angle to the central axis or to the axis of the valve and line 1.
When in Fit. 3, I and 8 illustrated embodiment, the axis of the shaft is at right angles to the axis of the valve housing 2 and the tube 1. The disc 3, however, is again at an angle to the shaft axis. The diameter of the disc 3 is slightly larger than the diameter of the inner wall of the tube 1 respectively. of the valve housing 2. In order to be able to reach a tight seal, the valve housing 2 is provided with an inner wall 16 which forms part of a spherical surface whose diameter corresponds to that of the disc 3, this diameter being greater than the diameter of the cylindrical inner wall of the valve housing 2. The valve housing 2 itself is in two parts.
The partial plane coincides with a plane through the axis of the shaft 5 and is perpendicular to the axis of the tube 1 and the valve housing 2. The disc 3 is provided with sealing rings, the outer surface of which is designed as an equatorial spherical zone.
The pressure of the liquid in the line 2 acts perpendicularly on the disk 3. If z. For example, assuming that the liquid flows in the direction of the arrows, FIGS. 1, 3 and 10, a pressure component will arise in the direction of the shaft 5; this pressure is absorbed by the bearings 6, with the help of an abutment. This abutment has a thrust washer 17 which is attached to the shaft 5. The thrust washer 17 rests on its counter bearing 18, which is mounted perpendicular to the shaft 5 in the housing 2, namely the counter bearing 18 is provided with a stuffing box 19 in which the shaft 5 runs and which is replaceable in a nozzle 20 of the valve housing 2 is ordered.
The counter bearing 18 with the stuffing box 19 is held by a cap 21 which is screwed onto the valve housing. This pressure component is equal to the pressure of the liquid on the disk 3, multiplied by the sine of the angle which the axis of the shaft 5 forms with the center plane of the disk 3.
The lower end of the shaft 5 exits the valve housing through a stuffing box 22. Since the exit of the shaft 5 from the valve housing sits on the outflow side of the Ven valve, this stuffing box 22 can be omitted without damage. The upper end of the shaft 5 can also, as shown in FIG. 6, be supported. The valve housing has a connecting piece 201 in which a stuffing box 221 is provided for sealing the shaft 5. The stuffing box is provided with curved walls 222 which support a pressure plate 180. On the pressure plate 180 there is a pressure ring 171 which is rigidly connected to the shaft 5 and which rests on the plate 180.
A cap 210 is connected to the pressure plate 180. With this design, the pressure abutment is not exposed to the influence of the leaks if the seal of the shaft 5 should be defective.
As shown in FIGS. 7 and 8, two or more lines can simultaneously be controlled by a valve arrangement. Two valves can be fastened on one and the same shaft in the reverse arrangement, so that the final pressure bearing of one valve is balanced by the pressure component of the other valve.
In the embodiment according to FIG. 7, valves come for use, as shown in FIG. The sub-lines 1 are at an angle to one another, the angle being twice the angle between the disk center plane and the shaft axis. In the embodiment of FIG. 8, two parallel lines are seen before. In this version, a valve is installed in each of the two sub-lines, which are attached to a common shaft.
In both embodiments according to FIG. 7 and; 8, the valve housings are each verbun by a common bearing 61 to each other, and this is under pressure, as shown in FIG. A sealing of the Wel lenenden over the connector 61 is not possible; However, if the printing direction is indicated by the arrow in FIG. 8, the sealing stuffing boxes 22 for the ends of the shaft 5 are necessary. agile.
The seal 10 of the disk 3 according to the embodiment according to FIG. 3 is sufficient for smaller valves. To get a good seal, holes 23 (Fig. 5) are seen before, which connect the groove 8 on the circumference 7 of the disc 3 with the pressure side of the valve, such that the device 10 by the water pressure to the outside on the inner wall of the valve is driven.
In Fig. 9 an arrangement is shown according to which the pressure on the ring pack can be regulated. In this embodiment, the cap 211 is provided with a hub 212 in which a threaded spindle 213 is screwed. The spindle 213 protrudes into a central bore 51 of the shaft 5 and is provided with a handwheel 214 on the outside. The end of the spindle 213 lying in the drill ring 51 is provided with two pistons 215. From the bore 51 branches off a line 216 after the groove 8, in which the latter the device 10 is located. A second line 217 leads from the bore 51 to the outlet side and a line 218 to the pressure side of the valve.
The dimensions and distances between the bores 216, - 217, 218 and the distance between the two pistons 215 vonein other is chosen so that the space between the piston 215 can connect the groove 8 either with the pressure side or with the outlet side of the valve. A relief line 2171 is provided in the bore 51 which runs between the bottom of the bore and the line 217. This device enables the seal 10 to be placed under a variable pressure in the groove 8.
FIGS. 10 and 11 show a further embodiment of this pressure control device. In this embodiment, the bore 51 extends to the center of the disk 3 and there opens into an annular chamber 2161. The chamber 2161 connects radially extending branch lines 2162, which lead to the groove 8, with one another. Through the lines 2162 the pressure is evenly distributed over the entire circumference of the disk 3, both against the pressure side and against the relief side.
A relief bore 21.72 connects the bore 51 with the outflow side of the valve. The valve shown in FIG. 10 essentially corresponds to that of FIG. 1, but the embodiment of FIG. 6 is provided as a shaft abutment. The handling is as follows: By turning the handwheel 214 who adjusts the piston 215, so that the pressure supply line 218 comes with the lines 2162 in connection.
The pressurized water then presses the sealing rings 10 against the inner wall of the valve housing '. When the valve is opened, the pressure on the seal is reduced by connecting the grooves 8 to the discharge line 21.7 so that the sealing rings recede from the inner wall of the housing. The valve can then be opened easily.